Aktuell wird im Rebreather Markt viel von Geräten gesprochen wie zum Beispiel den JJ-CCR, dem rEvo, dem Prism2, dem SF2, dem Megalodon CCR, dem Pathfinder CCR und dem Inspiration XPD (auch besser bekannt als Inspiration Vision). All diese Rebreather haben etwas gemeinsam. Sie sind eCCR´s, also elektronisch gesteuerte voll geschlossene Rebreather. und alle besitzen ein Bussystem, das in der Elektronik verbaut ist. Da sich um diese Bussysteme viele Mythen und Halbwahrheiten ranken, will ich mit diesem Beitrag versuchen etwas Licht ins Dunkel der Bustechnologie im Rebreather-Umfeld zu bringen.
Liest man in Wikipedia nach was Bussysteme sind, findet man folgende Definition:
Ein Bus ist ein System zur Datenübertragung zwischen mehreren Teilnehmern über einen gemeinsamen Übertragungsweg, bei dem die Datenübertragung durch eine von Sender und Empfänger unabhängige, vereinheitlichte Kommunikationsschicht übernommen wird.
Um das ganze verständlicher für den einzelnen zu machen, müssen wir erstmal eine kleine Exkursion in die Elektrotechnik unternehmen um die Bussysteme und ihre Herkunft zu erklären. Weiterhin wird in Wikipedia auf ein ISO/OSI Reverenz Model verwiesen und auf Layer 1 und 2 dieses Models. Dem eingefleischten IT´ler wird das sicher etwas sagen, aber der Rest versteht nur Fachchinesisch. Nun im Grunde genommen ist es recht simple.
Zuallererst benötigt man einen Layer 1, den „physical layer“. Also auf gut Deutsch, eine Leitung die die elektronischen Bausteine miteinander verbindet. Wie diese Leitung auszusehen hat, ist abhängig vom spezifischen Bussystem das verwendet wird. Wie diese Leitungen in den verschiedenen Ausprägungen auszusehen haben, beleuchten wir etwas später. Jedes Gerät, das ich an diese Leitung anschließen möchte, ist über eine kurze Stichleitung mit dieser Leitung verbunden. Dadurch wird die Leitungslänge reduziert. Aber warum ist eine Reduzierung der Leitungslänge wichtig?
In der Automobilindustrie werden beispielsweise so genannte Steuergeräte verbaut. Dieses Gerät hat, wie der Name schon sagt, steuernde Aufgaben. Somit muss z.B. ein elektronischer Fensterheber mit dem Steuergerät verbunden werden, damit er korrekt funktioniert. Die meisten Autos haben vier Fenster, somit auch vier Fensterheber die mit dem Steuergerät verbunden werden müssen.
Wenn wir nur diesen Teil des Fahrzeugs betrachten brauchen wir schon mindestens vier Leitungen um die Geräte miteinander zu verbinden. Die Fensterheber sind hier nur ein Beispiel und bei weitem nicht die einzigen Geräte in einem modernen Auto. Es gibt da Blinker, Drucksensoren in den Reifen, Abnutzungssensoren an den Bremsen und vieles mehr. Somit wurden die Kabelbäume in einem Auto immer komplexer und länger (bis zu 4km Gesamtkabellänge) und dadurch wurden die Fahrzeuge auch schwerer. Da aber ein Auto leicht sein soll, musste hier etwas geändert werden. Es wurden Bussysteme entwickelt, die eine Leitungsverkürzung gewährleisteten.
Aber zurück zum Thema…
Jedes dieser Geräte, die an einem Bus angeschlossen sind, kann mit jedem anderen Gerät kommunizieren. z.B: Gerät 1 hat eine Information für Gerät 2. Somit sendet Gerät 1 sein Datenpacket auf den Bus und Gerät 2 wird das Datenpacket empfangen. Wenn aber nun Gerät 1 und Gerät 2 etwas zu senden haben, kann es zu Kollisionen der Datenpakete auf dem Bus kommen. Hier kommt jetzt der Layer 2 ins Spiel, der Data Link Layer.
Diese Schicht ist ein sogenanntes Protokoll. Dieses Protokoll steuert über verschiedene Mechanismen wer wann Zugriff auf den Bus hat, und in welcher Reinfolge der Zugriff für wen erlaubt wird. Diese Schicht regelt auch das Verhalten des Empfängers, wenn ein Datenpacket fehlerhaft ist oder was bei einer Kollisionen des Datenpacket passieren soll. Je nach verwendeten Bus-Typ ist dieses Protokoll unterschiedlich ausgebaut.
Die Bussysteme, die aktuell in Rebreathern verbauten sind, sind der I2C Bus, der ISCANTM und der DiveCAN®.
Der I2C Bus wird in AP Diving Rebreathern, also dem Inspiration XPD, dem Inspiration EVP (früher bekannt als Evolution+) und dem Inspiration EVO (auch bekannt als Evolution).
Den ISCANTM verwenden die Rebreather von Innerspace System Corp. Also der Megalodon CCR oder der Pathfinder CCR.
Der DiveCAN® findet am weitesten Verbreitung. Er wird in allen Rebreathern verbaut die Shearwater Elektronik einsetzen. So z.B. das JJ-CCR, das rEvo, das Hollis Prism2, das SF2 und das O2ptima.
Das CCR Liberty z.B. verwendet keinen derartigen Bus. Die verwendeten elektrischen Bausteine basieren auf dem RS-485 Standard, der ähnlich dem RS-232 Standard ist, den jeder aus alten seriellen Anschlüssen am Computer kennt (siehe Bild links).
Diese sind zwar für eine Buskommunikation ausgelegt, aber das CCR Liberty selbst verwendet nur Ende-zu-Ende-Verbindungen. Das bedeutet im CCR Liberty gibt es eine Verbindung zwischen den beiden Controller Einheit(CU) und jede dieser Controller Einheit(CU) hat eine Verbindung zu einer Handgelenksanzeige(HS). Man könnte das auch als einen rudimentären Bus ansehen, aber der Hersteller selbst sagt hier dass dies kein Bus ist. Im zweiten Teil dieses Artikels befasse ich mich mit den Besonderheiten der einzelnen Bussysteme und wie diese vom Hersteller technisch umgesetzt wurden.